(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状の胴部と前記胴部の両端に設けた二つの円盤状の鍔部とを有するボビンの前記胴部に光ファイバを巻き取る光ファイバの巻取り方法であって、
前記鍔部におけるトラバース反転位置を巻取り層数の増大に応じて前記胴部と反対側に移動させることを特徴とする光ファイバの巻取り方法。
【請求項２】
請求項１記載の光ファイバの巻取り方法であって、
前記トラバース反転位置の移動量が前記巻取り層数と比例関係となるようにすることを特徴とする光ファイバの巻取り方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバを巻取りボビンに積層状態に整列させて巻き取る光ファイバの巻取り方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバは、光ファイバ母材を線引した後に、プラスチック製、或いは金属製のボビンに所定の巻取り張力で巻き取る。巻き取る際に、ボビンの鍔際の巻き状態を良好にする技術は既に知られている（例えば、特許文献１参照）。また、所定の巻取り張力で巻き取られた光ファイバは、ボビンに巻いた状態でＯＴＤＲ装置による伝送損失試験が行なわれ、キンク（折れ曲がり）などに起因して生じるＯＴＤＲ異常部の有無が測定される。この際異常部が検出されると、巻き替えや異常部除去を行う必要が出てくる。ＯＴＤＲ異常の内、巻き状態に起因するものを巻き段差異常と言うが、一般的に巻き段差異常は、光ファイバをボビンに巻き取る際の張力を上げることにより発生率を下げることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３４１９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、高張力（例えば８０ｇ程度）で光ファイバを巻き取ると、巻き段差異常の発生は減少するが、図４（ａ）に示すように巻き始め初期においてボビン５０１に積層状態に整列して巻取られる光ファイバ５０３が、図４（ｂ）に示すように巻取り後半において巻かれた光ファイバ５０３の圧力Ｆによりボビン５０１の鍔５０５が外側に押されて倒れることで隙間を生じ、そのままのトラバースターン位置では光ファイバ５０３が鍔際で落ち込むことになり、盛り下がりなどの巻き不良の原因となる。これに対し、特許文献１に開示される線材の巻取り方法では、鍔際の巻き状態を均一にするために、巻取り機及びガイドプーリーの前段に置かれたダンサーの変位をモニタし、トラバース反転位置の決定にフィードバックさせる制御を行うが、隙間が生じてからそれを検出して外側に寄せることになり、巻き不良発生を抑止するには十分ではなかった。
【０００５】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、ボビンの鍔周辺の盛り下がりがなくなり、これに起因した巻き段差異常・巻き不良の発生を低減させることができる光ファイバの巻取り方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１）  円筒形状の胴部と前記胴部の両端に設けた二つの円盤状の鍔部とを有するボビンの前記胴部に光ファイバを巻き取る光ファイバの巻取り方法であって、
前記鍔部におけるトラバース反転位置を巻取り層数の増大に応じて前記胴部と反対側に移動させることを特徴とする光ファイバの巻取り方法。
【０００７】
この光ファイバの巻取り方法によれば、トラバースのターン位置が、巻かれた光ファイバの圧力・ターン回数に応じて外側に広げられ、巻き取るにしたがって鍔が倒れていても、鍔と胴部に巻かれた光ファイバとの間に隙間が生じず、平らに巻くことが可能となり、鍔周辺の盛り下がりがなくなる。鍔周辺での巻きの状態を検知してから制御するのではなく、盛り下がりが生じる前に制御するので、巻き不良の発生を防ぐことができる。
【０００８】
（２）  （１）の光ファイバの巻取り方法であって、
前記トラバース反転位置の移動量が前記巻取り層数と比例関係となるようにすることを特徴とする光ファイバの巻取り方法。
【０００９】
この光ファイバの巻取り方法によれば、巻取り層数と、トラバース反転位置の移動量とを比例関係とすることにより鍔の倒れ量に応じて反転位置の移動量を増加させることができるので、ボビン鍔位置周辺を常に平らに巻き取ることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る光ファイバの巻取り方法によれば、ボビン鍔におけるトラバース反転位置を巻取り層数の増大に応じてボビン胴部と反対側の、ボビン鍔の外側方向に移動させるので、巻かれた光ファイバの圧力によりボビン鍔が外側へ倒れたときの鍔周辺の光ファイバの盛り下がりがなくなり、これに起因した巻き段差異常・巻き不良の発生を低減させることができる。とりわけ、鍔周辺での巻きの状態を検知してから制御するのではなく、盛り下がりが生じる前に制御するので、ボビン鍔位置周辺に盛り下がりを生じさせること無く、巻き不良の発生を防ぐことができる。また、巻取張力を上げることができるので、キンク（折れ曲がり）などが生じ難くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に使用される巻取り装置のブロック図である。
【図２】光ファイバの巻取層数とターン位置の外側広げ量との相関図である。
【図３】（ａ）は光ファイバが積層状に整列巻きされたボビンの鍔際部を断面視した模式図、（ｂ）は鍔が倒れて盛り下がりの生じたボビンに充填用光ファイバが巻かれたボビンの鍔際部を断面視した模式図である。
【図４】（ａ）は従来の巻取り方法による巻き始めのボビンの正面図、（ｂ）は従来の巻取り方法による巻き終わりのボビンの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明に使用される巻取り装置のブロック図である。
巻取り装置１００は、例えば不図示の光ファイバ供給用ボビンなどから引き出された光ファイバ１１をガイドローラ１３にてガイドし、回転自在に支持されたボビン１７に巻取る。
ボビン１７は、例えばプラスチック製で光ファイバ１１を巻き取る円筒形状の胴部４０と胴部４０の両端に設けた二つの円盤状の鍔部４１とを有し、例えば２５ｋｍ〜５０ｋｍ程度の光ファイバを巻き取る。
【００１３】
また、ボビン１７は、巻取りモータ１９によって駆動される。ボビン１７の回転数は、巻取りモータ１９の回転軸に結合された検出器２３によって検出される。ボビン１７はトラバース用モータ２７によって所定のトラバース速度で光ファイバ１１のパスラインに対し直交するボビン１７の軸方向である左右にトラバースされる。トラバース位置は、トラバース用モータ２７に付属したロータリーエンコーダ２９によって検出される。
【００１４】
制御部３３は、鍔４１の内面の位置をトラバース反転位置の初期位置に設定し、鍔４１の内面の位置でトラバース反転を行って光ファイバ１１を積層状に整列巻きする。
また、制御部３３は、トラバース反転回数をカウントし、このカウントされるトラバース反転回数に基づいて、ボビン１７の胴部４０に光ファイバ１１の何層目が巻き取られているのかを認識する。
【００１５】
光ファイバ１１は、第１ダンサーローラ３５、第２ダンサーローラ３７、ローラ３９を順に経て、ガイドローラ１３に至る。第１ダンサーローラ３５及び第２ダンサーローラ３７は、これに載せるウェイトの調整が可能であり、或いは、回転トルクの調整が可能である。これにより、第１ダンサーローラ３５及び第２ダンサーローラ３７に付与される荷重Ｇが調整され、ボビン１７に光ファイバ１１を巻くときの巻き張力が調整される。
【００１６】
上述したように、巻き取り時に光ファイバ１１に掛けられる張力が弱過ぎると、キンク（折れ曲がり）が生じやすく、ボビン１７に巻いた状態で行なわれる伝送損失試験において巻き段差異常が発生しやすくなる。この巻き段差異常は、光ファイバ１１をボビン１７に巻き取る際の張力を上げることにより発生率を下げることが可能となる。本発明に使用される巻取り装置１００では、一般的な張力（６０ｇ程度）に対し、３割ほど高い張力（８０ｇ程度）で巻き取ることにより巻き段差異常の発生を減少させている。
【００１７】
図２は光ファイバの巻取層数とターン位置の外側広げ量との相関図である。
ボビン１７は、光ファイバ１１が高張力で巻き取られると、既述したように巻取り後半において胴部４０に巻かれた光ファイバ１１の圧力を受けて鍔４１がより外側に押されて倒れやすくなるため、鍔際に隙間をより生じやすくなる。この隙間に光ファイバが落ち込むため、巻き不良の原因となる。そこで、巻取り装置１００の制御部３３は、初期位置に設定したトラバース反転位置を、図２に示すように、光ファイバ１１の巻取り層数ｎに応じて鍔４１の外側方向に移動させる。トラバース反転回数により巻取り層数がカウントされ、カウントされた巻取り層数に応じて、制御部３３はトラバース反転位置を胴部４０と反対側の鍔４１の外側方向に移動させ、鍔４１の倒れにより生じた隙間に、反転位置を外側に移動させることにより余剰となった光ファイバ１１を充填して行く。
【００１８】
制御部３３によるトラバース反転位置は、巻取り層数と比例関係となるように移動制御することができる。巻取り層数と、トラバース反転位置の移動量とを比例関係とすることにより鍔４１の倒れ量に応じて反転位置の移動量を増加させることができるので、ボビン鍔位置周辺を常に平らに巻き取ることができる。
【００１９】
このように、巻取り装置１００による光ファイバの巻取り方法では、トラバースのターン位置が巻取張力・ターン回数に応じて外側に広げられ、巻き取るにしたがって鍔４１が倒れていても、鍔４１と胴部４０に巻かれた光ファイバ１１との間に隙間が生じず、平らに巻くことが可能となり、鍔４１周辺の盛り下がりがなくなる。
【００２０】
以下に、より具体的に説明する。
使用する光ファイバ用ボビンは、例えば５０ｋｍ巻取り用の場合、鍔径が２６４．５ｍｍ、胴径が１７０ｍｍ、胴幅（内幅）が１４９．６ｍｍである。また、例えば２５ｋｍ巻取り用の場合、鍔径が２３５ｍｍ、胴径が１５２．４ｍｍ、胴幅（内幅）が９５ｍｍである。上記光ファイバ用ボビンに、巻取張力８０ｇにて２５０μｍの光ファイバ１１を巻取る場合、巻取り層数ｎは例えば２０層で、外側広げ量ａは例えば０．１ｍｍとすることができる。そして、巻取り層数が２ｎとなる４０層となるまでは、外側広げ量ａを０．１ｍｍとして光ファイバ１１をボビン１７に巻取る。巻取り層数が２ｎとなる４０層を超えてからは、外側広げ量を、２ａの０．２ｍｍとして光ファイバ１１をボビン１７に巻き取る。同様に、巻取り層数が３ｎとなる６０層となるまでは、外側広げ量を、２ａの０．２ｍｍのまま光ファイバ１１をボビン１７に巻取り、巻取り層数が３ｎとなる６０層を超えてからは、外側広げ量を、３ａの０．３ｍｍとして光ファイバ１１をボビン１７に巻き取る。
【００２１】
次に、盛り下がりを是正する本発明に係る構成の概念を模式図を用いて説明する。
図３（ａ）は光ファイバが積層状に整列巻きされたボビンの鍔際部を断面視した模式図、（ｂ）は鍔が倒れて盛り下がりの生じたボビンに充填用光ファイバが巻かれたボビンの鍔際部を断面視した模式図である。
なお、図３の説明においては、説明の都合上、ターン位置の外側広げ量ａを、光ファイバ１１の径ｄとするが、外側広げ量ａはこれに限定されるものでない。
【００２２】
図３（ａ）に示すように、鍔４１に倒れが生じていない場合、光ファイバ１１は、１層目・・・ｎ層目、ｎ＋１層目、ｎ＋２層目、ｎ＋３層目と順次積層状に整列巻きされる。図３において、ｈは光ファイバ１１を１層巻取るときの高さで光ファイバ１１の径をｄとすると、ｈ＝ｋ・ｄとなる。但し、ｋは或る定数であり、上層のファイバが下層のファイバの間の隙間に入り込むため、ｋ≦１となる。
図３（ｂ）に示すように、鍔４１は、光ファイバ１１の圧力により外側に押されて倒れる。例えば上記具体例で示したボビン１７を用い、上記した張力（８０ｇ程度）で光ファイバ１１を巻取る場合にも倒れは生じる。
【００２３】
図３（ｂ）において、θは巻取り後半において巻かれた光ファイバ１１の圧力により外側に押されて倒れたボビン鍔４１の倒れ角である。ボビン１７は、鍔４１が外側に倒れることで、層数が増えるに従って倒れの生じていない正規の鍔位置（破線で示す）４３と倒れた鍔４１との離間距離が広がる。この離間距離が光ファイバ１１の径ｄとほぼ等しくなったとき、何も制御しなければ、本来正規の巻取り位置（正規の鍔位置４３より内側）に巻かれていた光ファイバ１１ａがその外側に落ち込んで巻かれる。なお、現実には離間距離が径ｄに至らないときであっても鍔際における広がった隙間に光ファイバ１１がはみ出すことで、層数の増大に伴って小さな落ち込みが発生すると思われるが、説明を容易とするためここでは考慮しない。
【００２４】
本発明では、正規の鍔位置４３と鍔４１との隙間が光ファイバ１１の径ｄとほぼ等しくなるときの層数Ｎを求めることで、この層数Ｎの増大ごとに、トラバース反転位置の外側広げ量ａを径ｄ分だけ移動させる。ここで、正規の鍔位置４３と鍔４１との間隙が径ｄとほぼ等しくなるときの層数Ｎは、ｔａｎθ＝ｄ／Ｎ・ｈ＝ｄ／Ｎ・ｋ・ｄ＝１／Ｎ・ｋと表せる。したがって、層数Ｎ＝１／ｋ・ｔａｎθとなる。鍔４１の倒れ角θが、ボビン１７の強度、巻取張力から予め分かるときは、それによって求められる層数Ｎごとにトラバース反転位置を径ｄ分だけ正規の鍔位置４３の外側方向に移動させる。
【００２５】
図３（ｂ）の模式図による例では、トラバース反転位置を外側方向に移動させることにより、ｎ＋１層目で初めて光ファイバ１１が正規の鍔位置４３の外側へ越える。つまり、このｎ＋１層目からトラバース反転位置を径ｄ分だけ外側方向に移動させる（すなわち、外側広げ量ａ＝ｄとする）。すると、ｎ＋１層目、ｎ＋２層目、ｎ＋３層目において増やされた盛り下がり充填用の光ファイバ１１ａ，１１ｂ，１１ｃが、盛り下がりの隙間へ充填され、鍔際に盛り下がりが生じない。
【００２６】
この移動制御は、制御部３３が計数するトラバース反転の回数と、予め記憶させた層数Ｎを比較し、トラバース反転の回数が層数Ｎと一致したときに、径ｄ分だけ正規の鍔位置４３の外側方向に順次移動させるよう制御部３３がモータ２７を反転制御することにより行うことができる。
【００２７】
したがって、上記実施の形態による光ファイバの巻取り方法によれば、ボビン鍔４１におけるトラバース反転位置を巻取り層数ｎの増大に応じてボビン鍔４１の外側方向に移動させるので、光ファイバ１１の巻取張力によりボビン鍔４１が外側へ倒れたときの鍔周辺の盛り下がりがなくなり、これに起因した巻き段差異常・巻き不良の発生を低減させることができる。とりわけ、鍔周辺での巻きの状態を検知してから制御するのではなく、盛り下がりが生じる前に制御するので、巻き不良の発生を確実に防ぐことができる。また、８０ｇ以上の高張力で巻取ることが可能となり、巻き段差異常の発生をさらに減少させる効果がある。
【実施例】
【００２８】
上記実施形態による光ファイバの巻取り方法と、従来の巻取り方法とで、巻き不良が発生する程度を比較した。光ファイバには径２５０μｍのものを使用し、ボビンには２５ｋｍ巻取り用ボビンを使用し、８０ｇの巻取り張力とした。上記実施形態による巻取り方法では、２０ターン毎にトラバース反転位置を外側に０．１ｍｍ広げ、従来方法ではトラバース反転位置を初期設定位置のままとした。その結果、従来の巻取り方法では、巻き不良発生率が５％であったのに対し、上記実施形態による光ファイバの巻取り方法では、巻き不良発生率が０％であった。
【符号の説明】
【００２９】
１１  光ファイバ
１７  ボビン
３３  制御部（制御手段）
４０  胴部
４１  鍔
１００  光ファイバの巻取り装置
ｎ  巻取り層数
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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